Question

[物理--选修3-5]
（1）关于以下核反应方程：
①₁²H+₁³H→₂⁴He+X  ②₉₂²³⁵U+X→₅₄¹⁴⁰Xe+₃₈⁹⁴Sr+2Y  ③₁₁²⁴Na→₁₂²⁴Mg+Z
下列说法正确的是______
A．X与Y相同               B．Y与Z相同
C．方程①是核聚变反应    D．方程③是核裂变反应
（2）从图所示水平地面上的A点以一定初速度和仰角发射炮弹．在正常情况下，炮弹经最高点C（仅具有水平速度）到达水平地面上的B点时爆炸．炮弹在空中的运动轨迹是关于y轴对称的抛物线，A、B、C三点的坐标已在图中标明．在某次发射中，炮弹到达C点就炸裂成a、b两块，其中弹片a恰好沿原路径返回到A点．已知炮弹到达C点时的动能为E，炸裂后弹片a的质量是原炮弹质量的2/3，空气阻力可忽略不计，求：
①弹片b的落地点D的横坐标x_D；
②炮弹爆炸时，由化学能转化成的机械能△E．

Answer 1

【答案】分析：知道核反应前后质量数和核电荷数守恒．
能够区分裂变反应和聚变反应．
根据动量守恒定律列出等式解决问题．
解答：解：（1）A、核反应前后质量数和核电荷数守恒，
①₁²H+₁³H→₂⁴He+X  得：X为¹n
②₉₂²³⁵U+X→₅₄¹⁴⁰Xe+₃₈⁹⁴Sr+2Y  得：Y为¹n   故A正确．
B、③₁₁²⁴Na→₁₂²⁴Mg+Z  得：Z为_-1e   故B错误．
C、方程①是核聚变反应，故C正确．
D、方程③是β衰变，故D错误．
故选AC．
（2））①设炮弹质量为m，则依题意有
炮弹爆炸过程内力远大于外力，满足动量守恒，则依题意有   
 解得v=5v
炸后a、b弹片均做平抛，且高度相同，落地所用时间相同，则有    
解得x_D=5L
②爆炸前后总能量守恒，则有
解得△E=4mv²=8E
故答案为：
（1）AC
（2）①弹片b的落地点D的横坐标为5L；
②炮弹爆炸时，由化学能转化成的机械能为8E₀
点评：应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件．
同一个问题可能会选择不同的系统作为研究对象．